作為世界領(lǐng)先的汽車制造廠商,，上海大眾始終密切關(guān)注和跟蹤國際汽車界的發(fā)展動態(tài),，不斷地進(jìn)行技術(shù)升級改造，保持車型,、工藝技術(shù)和加工,、檢測設(shè)備的先進(jìn)性。經(jīng)過三期重大的技術(shù)改造工程,，上海大眾形成了四大生產(chǎn)區(qū)域（汽車一,、二、三廠和發(fā)動機(jī)廠）和一個技術(shù)開發(fā)中心的布局,。大量的工業(yè)機(jī)器人,、領(lǐng)先的自動化系統(tǒng)、先進(jìn)的現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)的使用都體現(xiàn)了上海大眾自動化設(shè)備和技術(shù)的先進(jìn)性,。

AI: 我們知道實施自動化的主要目的是為了改善工藝性和提高可操作性,，請您介紹一下上海大眾車身車間采用的自動化設(shè)備、技術(shù),。

劉榮輝先生：車身車間的電氣自動化設(shè)備和技術(shù)是上海大眾的一個縮影,，可以代表整個上海大眾的自動化水平,。目前上海大眾共有3個汽車廠和2個發(fā)動機(jī)廠,，其中包括4個車身車間。汽車一廠車身車間主要生產(chǎn)Polo勁情和勁??；汽車二廠車身車間主要生產(chǎn)Santana系列轎車；汽車三廠車身車間一線主要生產(chǎn)Passat系列車型,，二線主要生產(chǎn)途安和明銳車型,。

車身車間的自動化技術(shù)有以下幾個特點：

1. 大量使用工業(yè)機(jī)器人。在上海大眾,，車身車間是使用工業(yè)機(jī)器人最多的工藝車間,，在目前已經(jīng)投產(chǎn)的車身生產(chǎn)線上，使用的機(jī)器人數(shù)量達(dá)到500多臺,，使用的機(jī)器人包括KUKA,、FANUC、SEF，在Santana系列的生產(chǎn)中,，也使用了ABB機(jī)器人,。在車身車間，機(jī)器人已經(jīng)使用在幾乎所有工藝中,，從通常的機(jī)器人搬運,、點焊、弧焊,、螺柱焊,、凸焊、鉚接螺母,、涂膠,、TOX壓接、打磨,，到使用ISRA系統(tǒng)在線測量,，機(jī)器人進(jìn)行沖孔，以及機(jī)器人的激光應(yīng)用,，如：激光焊接,、激光釬焊、激光切割,，而且從明銳項目開始,，上海大眾全面使用機(jī)器人對四門兩蓋和天窗進(jìn)行滾輪折邊。
2. 大量使用自動化系統(tǒng),。這些系統(tǒng)有的作為機(jī)器人的使用工具,，由機(jī)器人控制進(jìn)行使用，如：激光應(yīng)用系統(tǒng),，包括Trumpf公司的激光發(fā)生器,、HIGHYAG的激光加工鏡組、Scansonic公司的激光釬焊系統(tǒng),；Schuker SCA的涂膠系統(tǒng),、Emhart的自動螺柱焊系統(tǒng)、Fronius的自動弧焊系統(tǒng),、鉚接螺母系統(tǒng),；有的由可編程控制器直接控制，如GH中頻加熱系統(tǒng),；有的需要可編程控制器和機(jī)器人進(jìn)行協(xié)作,，如Audi的機(jī)器人滾輪折邊系統(tǒng)，折邊模的下壓盤（Niederhalter）和夾頭由可編程控制器直接控制,，而折邊滾輪作為安裝在機(jī)器人六軸上的工具,，由機(jī)器人直接控制,。

3. 使用了不同的輸送系統(tǒng)，包括自動的,、半自動的,。在底板線和總拼線使用了滾床式雪橇輸送系統(tǒng)；在側(cè)圍線使用Overhead空中輸送系統(tǒng),；在Passat車間前底板,、后底板使用EHB空中輸送小車系統(tǒng)等。

4. 使用可編程控制系統(tǒng)對生產(chǎn)線進(jìn)行控制,。在帕薩特項目中,，使用西門子Step5可編程控制器；從Polo項目開始,，使用西門子Step7可編程控制器,。

AI: 柔性化生產(chǎn)線是上海大眾生產(chǎn)流程的顯著特性之一，柔性化生產(chǎn)線涵蓋了各大總成及整車等制造環(huán)節(jié),。車身車間是怎樣通過自動化控制系統(tǒng)來為柔性制造提供技術(shù)保障的,？

劉榮輝先生：在沖壓、車身,、油漆和總裝四大工藝車間中,，車身車間是實現(xiàn)柔性化難度最大的車間，這主要是因為車身車間的夾具系統(tǒng)是針對白車身零件的不同而設(shè)計的專用設(shè)備,，夾具系統(tǒng)實現(xiàn)柔性化的難度大,。在上海大眾Polo項目之前的Santana、Santana2000和Passat項目,，都是每個車型一個廠區(qū),，也就是現(xiàn)在的汽車一廠、汽車二廠和汽車三廠,。在Polo項目中,，上海大眾開始在車身車間將不同車型進(jìn)行混線生產(chǎn)，從而拉開了上海大眾柔性化生產(chǎn)的序幕,。在汽車三廠車身車間一線,，Passat和領(lǐng)馭混線生產(chǎn),，現(xiàn)在正在實施的Model S項目也在該車間混線生產(chǎn),；在汽車三廠車身車間二線，途安和明銳混線進(jìn)行生產(chǎn),；在汽車一廠車身車間正在實施的Model F項目,，和Polo勁情/勁取進(jìn)行混線生產(chǎn)。

我覺得除了產(chǎn)品設(shè)計的因素外,，在柔性化生產(chǎn)線規(guī)劃時還要注意：

1. 在規(guī)劃時需制定切實可行的柔性化方案,，比如：在Model S項目的四門方案規(guī)劃時,，已經(jīng)考慮了三種不同車型混線的可能性；

2. 選擇適合柔性化生產(chǎn)的工藝設(shè)備,，比如：機(jī)器人是非常適合柔性化生產(chǎn)的設(shè)備,，針對不同車型，通過更改機(jī)器人程序就可以實現(xiàn)柔性,。

3. 選擇柔性化的工藝,，比如：在機(jī)器人進(jìn)行涂膠時，采用落地涂膠槍,，機(jī)器人通過抓手抓取不同的零件去進(jìn)行涂膠來實現(xiàn)柔性化,；在總拼定位焊工位，我們使用Framer技術(shù),，可實現(xiàn)多種車型混線生產(chǎn),。
4. 采用可以多車型共線的輸送方式等。
我認(rèn)為,，自動化控制系統(tǒng)在柔性化方案實施時最基本的作用是進(jìn)行車型識別與控制,，控制系統(tǒng)根據(jù)識別出的不同車型，來進(jìn)行相應(yīng)處理,。

AI: 在Passat項目中,，上海大眾首次在車身車間、油漆車間和總裝車間的自動化控制系統(tǒng)中使用Interbus現(xiàn)場總線系統(tǒng),，請您介紹一下Interbus在該項目中使用情況及使用效果,。

劉榮輝先生：在Passat項目之前的Santana 2000型項目中，我們使用的還是傳統(tǒng)的PLC點對點接線的控制方法,，這種方式存在以下缺點：
1. 布線工作量大,，控制設(shè)備的控制點相互之間需并行布線；

2. 安裝,、調(diào)試復(fù)雜,，對電纜的要求高；

3. 故障診斷和查找困難,，維護(hù)不便,。

從20世紀(jì)80年代中期逐步發(fā)展起來的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)克服了點對點控制方式的上述缺點。現(xiàn)場總線系統(tǒng)通過一條總線代替點對點控制中的并行電纜,，將分散在現(xiàn)場的輸入/輸出連接到一起,。與點對點控制的并行布線相比，現(xiàn)場總線具有如下特點：

1. 電纜費用低,，在規(guī)劃,、安裝調(diào)試時節(jié)約時間，并且由于電纜的數(shù)量大大減少,，也減小了電纜槽和控制柜的空間,；

2. 現(xiàn)場總線的自診斷功能強(qiáng)大,，大大縮短了故障維護(hù)時間。

在Passat項目中,，上海大眾第一次在新建的汽車三廠車身,、油漆和總裝車間的自動化控制系統(tǒng)中廣泛使用Interbus現(xiàn)場總線系統(tǒng)。在車身車間,，不管是從最簡單的單工位自動工位,，還是復(fù)雜的生產(chǎn)線控制系統(tǒng)和外部輸送系統(tǒng)，都使用了Interbus現(xiàn)場總線系統(tǒng),。當(dāng)時在Passat項目中,，控制器使用的還是西門子Step5的可編程控制器，Interbus主要使用的是ST模塊和相應(yīng)的I/O模塊?，F(xiàn)場I/O信息通過ASB模塊（執(zhí)行器傳感器模塊）,，連接到Interbus系統(tǒng)。由于車身車間現(xiàn)場環(huán)境比較惡劣,，電磁干擾嚴(yán)重,，我們選用了光纜作為總線的傳輸介質(zhì)，而外部輸送系統(tǒng)由于需進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸,，選用了銅線作為傳輸介質(zhì),。在不同的Interbus總線之間，使用網(wǎng)關(guān)Gateway進(jìn)行通訊,。Interbus總線系統(tǒng)的使用,，取得了非常良好的效果：

1. 縮短了電路圖的設(shè)計時間，原來繁瑣的原理圖,、布線圖設(shè)計變得簡單,。

2. 安裝、調(diào)試的時間和費用大幅降低,。導(dǎo)線,、連接附件大幅度減少，由原來的幾百根,，甚至幾千根控制電纜減少到一根總線電纜,，從而也使接線端子、電纜橋架等附件大幅度減少,；標(biāo)準(zhǔn)接插件快速,、簡便的安裝大大節(jié)省了人力、物力,。

3. 維護(hù)的費用,、維護(hù)和改造所造成的停工時間大幅度降低。由于Interbus系統(tǒng)強(qiáng)大的故障診斷能力,，使系統(tǒng)的調(diào)試和維護(hù)變得簡單和輕松,。

AI: 在Polo項目中，上海大眾在經(jīng)過比較后再次選用了Interbus現(xiàn)場總線系統(tǒng),，請您介紹一下原因,，Interbus在汽車行業(yè)應(yīng)用的優(yōu)勢主要有哪些？

劉榮輝先生：在Polo項目前期,，我們對Interbus總線系統(tǒng)在Passat項目中的實際應(yīng)用情況進(jìn)行了評估,，鑒于Interbus良好的穩(wěn)定性和故障診斷功能，我們決定仍然使用Interbus現(xiàn)場總線系統(tǒng),。在Touran和明銳項目中,，使用Inline模塊代替ST模塊，并且使用具有IP67保護(hù)等級的Ruggedline模塊,，該模塊特別適合于車身車間的惡劣電磁干擾環(huán)境,。使用Ruggedline模塊后，可以取消前面提到的ASB模塊,，現(xiàn)場的I/O信號可以通過Ruggedline模塊直接連接到Interbus總線上,。更重要的是，機(jī)器人六軸上的工具（如抓手,、焊鉗）的信號,，通過Ruggedline模塊和機(jī)器人管線包中的Rugged Flex高柔性光纜直接連接到Interbus系統(tǒng)上，取消了RIP上的Interbus模塊盒,，簡化了安裝,，縮短了調(diào)試時間。
總結(jié)上海大眾車身車間使用Interbus系統(tǒng)近十年的經(jīng)驗,，我認(rèn)為Interbus系統(tǒng)在汽車工業(yè)中使用具有如下優(yōu)勢：

1. 系統(tǒng)穩(wěn)定性,、可靠性高；

2. 強(qiáng)大的診斷功能,、故障的精確定位和故障類型的準(zhǔn)確判定,，縮短維護(hù)時間，提高設(shè)備開動率,；

3. 靈活的總線分支功能,，對輸送系統(tǒng)的綜合布線非常實用；

4. 較強(qiáng)的抗干擾能力,，尤其在車身車間的復(fù)雜電磁干擾環(huán)境下,，使用光纜作為傳輸介質(zhì)，運行穩(wěn)定,；

5. 總線系統(tǒng)組態(tài),、設(shè)定和使用簡便；

6.良好的模塊快速更換方便性和可擴(kuò)展性,，縮短安裝和維護(hù)時間,。

上述的幾點優(yōu)勢,，我覺得對汽車行業(yè)快節(jié)拍、流水線的生產(chǎn)方式是非常重要的,。

AI: 除了Interbus,，上海大眾還使用哪些總線系統(tǒng)？你如何看待現(xiàn)場總線的未來發(fā)展,？

劉榮輝先生：上海大眾除了使用Interbus總線系統(tǒng)外,，在發(fā)動機(jī)廠等地方還使用了Profibus系統(tǒng)。在國內(nèi),，還有其他汽車廠車身車間也使用Profibus系統(tǒng)?，F(xiàn)在世界上應(yīng)用較多的現(xiàn)場總線系統(tǒng)有：西門子主推的Profibus、菲尼克斯電氣主推的Interbus以及羅克韋爾子自動化主推的Devicenet,。其中Devicenet在北美和日本使用比較普遍,，而Profibus和Interbus在歐洲使用比較普遍。隨著近年來IT技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,，IT技術(shù)也逐步應(yīng)用在自動化系統(tǒng)中,，比如工業(yè)以太網(wǎng)。在上海大眾的Polo車間和Touran車間都進(jìn)行了以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng),，將現(xiàn)場的工藝設(shè)備（如焊接控制器,、機(jī)器人、PLC控制器等）連接到以太網(wǎng)中,。

有了相關(guān)軟件的支持,，在以太網(wǎng)服務(wù)器上，可實現(xiàn)對現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,、集中（遠(yuǎn)程）編程,、故障診斷和信息收集等功能，并且可以和辦公以太網(wǎng)進(jìn)行連接,，可實現(xiàn)在辦公室對現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)控,。

近年來，人們在歐洲和美洲相繼提出基于實時以太網(wǎng)的新一代現(xiàn)場總線技術(shù)(在歐洲為Profinet,，在美洲為Ethernet IP)并投入大量人力,、物力和財力進(jìn)行研發(fā)。目前,，Profinet已開始投入工業(yè)應(yīng)用,，但大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用還需要一段時間，我覺得有以下幾個原因：
1. Profinet目前還缺乏第三方設(shè)備的支持,，大多數(shù)第三方提供的產(chǎn)品還沒有Profinet的接口能力,；

2. 目前由于應(yīng)用規(guī)模還很小，和現(xiàn)有的現(xiàn)場總線相比還沒有價格優(yōu)勢；

3. Profinet的產(chǎn)品系列還不夠豐富,。

但是,，實時以太網(wǎng)是一個發(fā)展的趨勢，相信在不久的將來會逐步得到推廣使用,。

AI: 在先進(jìn)自動化設(shè)備,、技術(shù)的使用上,，上海大眾有哪些成功的經(jīng)驗,？

劉榮輝先生：在上海大眾，有的生產(chǎn)線的自動化程度完全可以和歐美媲美,，如：Polo項目的四門兩蓋線和Model S的四門生產(chǎn)線,，除了在上件和取件工位外，其余全部為自動化工位,。由于國內(nèi)汽車市場競爭越來越激烈,，各大汽車廠都面臨降低成本的壓力，其中包括降低生產(chǎn)線投資成本的壓力,。與歐美和日本等發(fā)達(dá)國家相比,，中國的勞動力成本相對比較低。在進(jìn)行規(guī)劃時,，我認(rèn)為不能盲目追求生產(chǎn)線的高度自動化,，需根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和工藝的要求，來決定自動化設(shè)備和技術(shù)的使用,，以達(dá)到良好的投資費用和自動化水平的平衡,。

另外，引進(jìn)先進(jìn)的自動化生產(chǎn)設(shè)備,，只是生產(chǎn)線建設(shè)的第一步,，為了讓先進(jìn)的設(shè)備轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，需要建立完善的培訓(xùn)體系,，培養(yǎng)一支過硬的維修隊伍,，才能充分發(fā)揮設(shè)備的潛力，延長設(shè)備的使用壽命,，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行消化吸收,，逐步實現(xiàn)自主創(chuàng)新。